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钯合金膜/钯复合膜封接技术

已有 2840 次阅读 2017-5-23 15:36 |系统分类:科研笔记

为减少环境污染,氢气作为一种绿色能源已经被广泛应用于石油化工,半导体,汽车,燃料电池等诸多领域。国际上公认氢燃料汽车将是未来解决城市大气污染的最重要途径之一。因此,人们越来越注重对氢气的生产、分离等技术的研究。在众多氢分离技术中,用于生产高纯氢的膜分离技术是最有前途的技术之一。由于金属钯对氢气具有独特的溶解性和扩散能力,近年来在氢分离与纯化方面的应用日益广泛。但无论钯合金膜或者钯复合膜,在走向实际应用时,仍有许多问题亟待解决,如钯合金膜管、钯复合膜多孔载体与膜反应器其他部件(金属结构材料如不锈钢等)之间的可靠焊接(封接)问题。

中国科学院金属研究所材料特种焊接技术研究组在钯合金膜封接领域开展了大量系统深入的研发工作,应用真空钎焊技术,突破了钯银金镍氢扩散器可靠封接这一关键性瓶颈难题,并成功向客户提供整套产品服务,性能优异,成功替代同类进口产品。

传统的单一钯膜厚度一般必须大于150μm以确保钯膜的机械强度,这大大降低了钯膜的透氢率根据透氢率反比于膜厚的特点,将金属钯或钯合金膜负载于多孔基体表面能够很好的解决这一问题。降低成本的同时,又显著提高了分离膜的透氢率和热机械稳定性。多孔氧化铝陶瓷因其具有优异的渗透性、高化学稳定性和耐高温性而常被用做膜支撑材料。然而,多孔氧化铝陶瓷与金属的可靠连接问题已经成为制约钯复合膜分离技术发展的主要难题之一



针对这一难题,材料特种焊接技术研究组独辟蹊径,创造性地提出了复合封接技术,实现了多孔陶瓷载体的可靠冶金结合,打破了目前该类材料只能依靠机械密封的现状,并作为合作方承担欧盟第七框架协议项目(CACHET2)中多孔氧化铝钯复合膜载体与金属的封接任务,反应器成功通过考核。




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